揭秘ArrayList扩容奥秘：深入剖析大小变化之道

ArrayList的容量与大小

在了解ArrayList的扩容机制之前，我们需要先明确ArrayList的容量和大小这两个概念。

• 容量（capacity）： ArrayList底层使用数组elementData来存储元素，容量是指elementData数组的长度，即ArrayList可以容纳的最大元素数量。
• 大小（size）： ArrayList中实际存储的元素数量。

需要注意的是，size表示的是执行添加之前的元素个数，并非ArrayList的容量。

ArrayList的扩容机制

ArrayList的扩容机制涉及以下步骤：

1. 调用ensureCapacityInternal方法，将ArrayList的容量与所需容量进行比较。
2. 如果ArrayList的容量小于所需容量，则扩容ArrayList。
3. 扩容时，ArrayList将创建一个新的数组，并将原数组中的元素复制到新数组中。
4. ArrayList将更新其容量，使其等于新数组的长度。

ArrayList的扩容机制可以保证ArrayList始终能够容纳所需数量的元素。

扩容触发条件

ArrayList的扩容触发条件是ensureCapacityInternal方法。该方法通过将ArrayList的现有的元素个数与数组的容量比较，如果需要扩容，则扩容。

ensureCapacityInternal方法的具体实现如下：

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

在该方法中，首先判断elementData数组是否为空，如果是，则将minCapacity设置为DEFAULT_CAPACITY。然后，如果minCapacity大于elementData数组的长度，则调用grow方法进行扩容。

扩容过程

ArrayList的扩容过程如下：

1. 创建一个新的数组，其长度为ArrayList的容量的两倍（注意，如果ArrayList的容量为0，则新数组的长度为16）。
2. 将原数组中的元素复制到新数组中。
3. 将ArrayList的容量更新为新数组的长度。

ArrayList的扩容过程可以保证ArrayList始终能够容纳所需数量的元素。

性能优化

ArrayList的扩容机制虽然可以保证ArrayList始终能够容纳所需数量的元素，但它也可能导致性能问题。如果ArrayList频繁扩容，则会造成大量的数组复制操作，从而降低性能。

为了避免这个问题，可以在创建ArrayList时指定初始容量。这样，ArrayList在创建时就会分配足够大小的数组，从而避免频繁扩容。

总结

ArrayList的扩容机制是ArrayList的重要组成部分。它可以保证ArrayList始终能够容纳所需数量的元素。但是，频繁扩容也可能导致性能问题。因此，在创建ArrayList时，应该根据实际需要指定初始容量，以避免频繁扩容。